DE4124294C2

DE4124294C2 - Method for operating an X-ray tube and use of the method

Info

Publication number: DE4124294C2
Application number: DE4124294A
Authority: DE
Inventors: Johannes Dr Rer Na Ebersberger; Heinrich Ing Grad Stoehr
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1991-07-22
Filing date: 1991-07-22
Publication date: 1997-03-20
Anticipated expiration: 2011-07-23
Also published as: JPH05217534A; DE4143490C2; DE4124294A1; US5313510A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für den Betrieb einer Röntgenröhre nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a method for operating a X-ray tube according to the preamble of claim 1.

Röntgenröhren mit einem sich periodisch von einer Anfangs- in eine Endposition bewegenden Brennfleck werden für die Compu tertomographie (CT) verwendet, da sich infolge der periodi schen Bewegung des Brennfleckes über die Verdoppelung der zur Berechnung eines Bildes einer Körperschicht zur Verfügung stehenden Daten eine Verbesserung der Bildqualität erzielen läßt. Dabei erfolgt bei bekannten Anordnungen die Ablenkung derart, daß sich der Brennfleck im wesentlichen in Umfangs richtung der Drehanode bzw. tangential zur Umfangsrichtung bewegt. Entsprechende Röntgenröhren sind in der US 4,637,040 sowie in der nicht vorveröffentlichten, prioritätsälteren EP 0 460 421 A1 beschrieben.X-ray tubes with a periodically changing from an initial one a focal spot moving end position will be for the compu Tertomography (CT) is used because the periodi motion of the focal spot by doubling the to Calculation of an image of a body layer is available still data to improve the image quality leaves. The deflection occurs in known arrangements such that the focal spot is substantially in circumference direction of the rotating anode or tangential to the circumferential direction emotional. Corresponding x-ray tubes are in US 4,637,040 as well as in the unpublished, older one EP 0 460 421 A1.

Es wurde auch in anderem Zusammenhang als der Daten-Verdoppe lung bereits bei Röntgenröhren eine Bewegung des Brennfleckes von einer Anfangs- in eine Endposition vorgesehen. So ist in der DE 29 02 308 A1 eine Drehanoden-Röntgenröhre für die Com putertomographie beschrieben, durch die es möglich sein soll, die bei der Abtastung des Objektes mittels eines stiftförmigen Strahlenbündels erforderliche lineare Bewegung der Abtastein heit zu vermeiden, ohne daß von einem fächerförmigen Röntgen strahlenbündel Gebrauch gemacht werden muß. In diesem Zusam menhang ist u. a. vorgesehen, daß anstelle der linearen Be wegung der Abtasteinheit der Elektronenstrahl derart abgelenkt wird, daß der Brennfleck der Röntgenröhre auf der Drehanode eine der linearen Abtastbewegung entsprechende Bewegung quer zur Umfangsrichtung der Drehanode ausführt.It was also used in a different context than the data doubling movement of the focal spot even with X-ray tubes provided from a start to an end position. So is in DE 29 02 308 A1 a rotating anode X-ray tube for the Com described puter tomography, through which it should be possible that when scanning the object by means of a pen-shaped Linear movement of the scanning stone required for the beam to avoid without a fan-shaped X-ray beam must be used. In this together menhang is u. a. provided that instead of the linear Be Movement of the scanning unit deflected the electron beam in this way that the focal spot of the x-ray tube on the rotating anode a movement transverse to the linear scanning movement to the circumferential direction of the rotating anode.

Weiter ist in der EP 0 150 364 A2 eine Drehanoden-Röntgenröhre beschrieben, bei der ein sehr feiner Elektronenstrahl derart abgelenkt wird, daß er auf der Anode einen Bereich abtastet, der dem bekannten Strichfokus entspricht. Es besteht so die Möglichkeit, die Form und Größe des Strichfokus den jeweiligen Erfordernissen anzupassen. Eine Verlagerung des Strichfokus insgesamt in der Weise, daß er sich periodisch von einer An fangs- in eine Endposition bewegt, ist nicht vorgesehen.In EP 0 150 364 A2 there is also a rotating anode X-ray tube described in which a very fine electron beam such is deflected to scan an area on the anode, which corresponds to the known line focus. So there is Possibility to match the shape and size of the stroke focus Adapt to requirements. A shift in line focus overall in such a way that it periodically changes from one type moving to an end position is not provided.

Außerdem ist aus der DE 31 13 368 A1 eine Drehanoden-Rönt genröhre bekannt, die eine Vielzahl von Kathoden aufweist. Jeder der Kathoden ist ein Brennfleck auf der Anode zuge ordnet. Die einzelnen Kathoden können dem jeweiligen Verwen dungszweck der Röntgenröhre entsprechend selektiv aktiviert werden. Eine Verlagerung einzelner oder mehrerer Brennflecke in der Weise, daß sich eine periodische Bewegung des jeweili gen Brennfleckes von einer Anfangs- in eine Endposition er gibt, ist nicht vorgesehen.In addition, DE 31 13 368 A1 discloses a rotating anode X-ray known tube, which has a plurality of cathodes. Each of the cathodes has a focal spot on the anode arranges. The individual cathodes can be used for the respective Purpose of the X-ray tube selectively activated accordingly will. A shift of single or multiple focal spots in such a way that a periodic movement of the resp focal spot from a start to an end position is not provided.

Eine Festanoden-Röntgenröhre für die Computertomographie, auf deren Anode ein Elektronenstrahl einen Strichfokus erzeugt, ist in der GB-PS 1 604 431 beschrieben. Der Elektronenstrahl wird hier derart abgelenkt, daß sich der Strichfokus quer zu seiner Längsrichtung bewegt. Die Oberfläche der Anode weist Erhöhungen und Gräben auf, die quer zur Bewegungsrichtung des Strichfokus verlaufen. Die Ablenkung des Elektronenstrahles erfolgt schrittweise derart, daß der Elektronenstrahl jeweils in Gräben verharrt und die Erhöhungen rasch überstreicht. Die Erhöhungen wirken als kleine Kollimatoren. Außerdem begünstigt die Erhöhungen und Gräben aufweisende Gestalt der Anodenober fläche die Wärmeabfuhr. Die Bewegung des Strichfokus dient der zumindest teilweisen Vermeidung einer Abtastbewegung der Ab tasteinheit. A fixed anode x-ray tube for computed tomography, on the anode of which an electron beam creates a line focus, is described in GB-PS 1 604 431. The electron beam is so distracted that the line focus is transverse to moved in its longitudinal direction. The surface of the anode faces Ridges and ditches that are transverse to the direction of movement of the Stroke focus. The deflection of the electron beam takes place gradually so that the electron beam in each case remains in ditches and quickly sweeps the ridges. The Raises act as small collimators. Also favors the shape of the anode heads with ridges and trenches area the heat dissipation. The movement of the line focus serves the at least partially avoiding a scanning movement of the Ab tactile unit.

Da die zur Erzeugung eines Bildes einer Körperschicht erfor derliche Zeit infolge der auf dem Gebiete der Computertomo graphie erzielten Fortschritte sehr kurz ist und außerdem die einem Patienten bei der Anfertigung eines Bildes verabreichte Strahlendosis sehr gering ist, besteht neuerdings der Wunsch, unmittelbar aufeinanderfolgend mehrere Bilder der gleichen Körperschicht oder dicht beieinanderliegender Körperschichten anfertigen zu können, um so die Voraussetzungen für eine sichere Diagnose zu verbessern. Dies ist jedoch nur in be schränktem Umfang möglich, da die Gefahr der Überlastung der verwendeten Röntgenröhre besteht.Since the required to create an image of a body layer time as a result of that in the field of Computertomo progress is very short and also the administered to a patient while taking a picture Radiation dose is very low, there is now a desire to several images of the same one immediately in succession Body layer or closely spaced body layers to be able to manufacture, so the prerequisites for a improve safe diagnosis. However, this is only in be limited possible because of the risk of overloading the X-ray tube used exists.

Eine gewisse Verbesserung bietet hier eine Röntgenröhre der eingangs genannten Art, die in der GB-PS 1 469 932 beschrieben ist. Im Gegensatz zu der Anordnung gemäß US 4,637,040 bzw. EP 0 460 421 A1, wo die Bewegung des Brennfleckes in Umfangs richtung den Flächeninhalt des von dem Brennfleck bestrichenen Teiles der Auftrefffläche im wesentlichen nicht verändert wird, ergibt sich im Falle der Röntgenröhre gemäß der GB 1 469 932 infolge der die Umfangsrichtung schneidenden Bewegungsrichtung des Brennfleckes für gegebene Dimensionen der Drehanode und des Brennfleckes sowie für eine gegebene Drehzahl eine Ver größerung des Flächeninhaltes des von dem Brennfleck über strichenen Bereiches der Auftrefffläche. Da die thermische Belastbarkeit des Brennfleckes mit der Wurzel desjenigen Faktors zunimmt, um den der Flächeninhalt des von dem Brenn fleck überstrichenen Bereiches der Auftrefffläche vergrößert wird, ergibt sich eine verbesserte Belastbarkeit der erfin dungsgemäßen Röntgenröhre. Da aber bei aufeinanderfolgenden Umdrehungen der Drehanode der Brennfleck stets den gleichen Bereich der Auftrefffläche überstreicht, wird keine durch greifende Erhöhung der thermischen Belastbarkeit er reicht.An X-ray tube provides a certain improvement initially mentioned type, which is described in GB-PS 1 469 932 is. In contrast to the arrangement according to US 4,637,040 or EP 0 460 421 A1, where the focal spot movement is circumferential direction the area of the surface covered by the focal spot Part of the impact surface is essentially not changed, in the case of the X-ray tube according to GB 1 469 932 due to the direction of movement intersecting the circumferential direction of the focal spot for given dimensions of the rotating anode and of the focal spot and a ver for a given speed increase in the area of the focal spot painted area of the impact surface. Because the thermal Resilience of the focal spot with the root of that Factor increases by which the area of the from the Brenn blotted area of the impact surface enlarged will result in an improved resilience of the inventions X-ray tube according to the invention. But since with successive Revolutions of the rotating anode of the focal spot always the same Area of the impact surface is not covered by substantial increase in thermal resilience enough.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Röntgenröhre thermisch höher belastbar ist.The invention has for its object a method of type mentioned so that the X-ray tube is thermally more resilient.

Nach der Erfindung wird die Aufgabe durch den kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 gelöst. Im Falle des erfindungsge mäßen Verfahrens wird also eine Verschachtelung der bei auf einanderfolgenden Umdrehungen der Drehanode von dem Brennfleck auf seinem Weg von der Anfangs- in die Endposition jeweils überstrichenen Bereiche der Auftrefffläche erreicht, mit dem Vorteil, daß erst nach mehreren Umdrehungen der Anode ein von dem Brennfleck auf seinem Weg von der Anfangs- in die End position überstrichene Bereich erneut auf dem Weg des Brenn flecks von seiner Anfangs- in seine Endposition überstrichen wird. Die Ablenkfrequenz kann sowohl größer als auch kleiner als die Drehfrequenz sein, wobei sich der von dem Brennfleck auf seinem Weg von der Anfangs in die Endposition überstri chene Bereich der Auftrefffläche im ersten Fall über mehr als 360° und im zweiten Fall über weniger als 360° erstreckt.According to the invention the object is characterized by the Part of claim 1 solved. In the case of the fiction According to the method, nesting of the successive revolutions of the rotating anode from the focal spot on its way from the start to the end position swept areas of the impact surface reached with the Advantage that only after several revolutions of the anode the focal spot on its way from the beginning to the end position swept area again on the way of burning from its start to its end position becomes. The deflection frequency can be both larger and smaller than the rotational frequency, which is different from the focal spot on its way from the beginning to the end position area of the impact surface in the first case over more than 360 ° and in the second case extends over less than 360 °.

Durch die Maßnahme gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patent anspruches 2 wird die zur Verfügung stehende Auftrefffläche für die in Abhängigkeit von Richtung und Verlauf (z. B. gerad linig oder gekrümmt) der Ablenkbewegung, der Drehfrequenz der Drehanode, den Abmessungen und der geometrischen Gestalt der Auftrefffläche, dem quer zur Umfangsrichtung gemessenen Ab stand der End- von der Anfangsposition sowie der Erstreckung des Brennfleckes in Umfangsrichtung und quer dazu gewählten Ablenkfrequenz und Signalform des Ablenksignales optimal ge nutzt. Die maximal mögliche thermische Belastbarkeit des Brennfleckes wird erreicht, wenn die von dem Brennfleck auf seinem Weg von der Anfangs- zur Endposition jeweils über strichenen Bereiche der Auftrefffläche unmittelbar aneinander grenzen. By the measure according to the characterizing part of the patent Claim 2 is the available impact area for those depending on the direction and course (e.g. straight linear or curved) of the deflection movement, the rotational frequency of the Rotating anode, the dimensions and the geometric shape of the Impact area, the Ab measured transverse to the circumferential direction stood the end of the starting position as well as the extension of the focal spot in the circumferential direction and selected transversely to it Deflection frequency and signal shape of the deflection signal are optimal uses. The maximum possible thermal load capacity of the Focal spot is reached when the focal spot is on his way from the start to the end position painted areas of the impact surface directly against each other limit.

Die Belastbarkeit ist für ansonsten vorgegebene Daten um so größer, je größer die Ablenkfrequenz, d. h. die Frequenz des Ablenksignales, je länger der bei einer Bewegung von der An fangs- in die Endposition zurückgelegte Weg des Brennfleckes und je größer der quer zur Umfangsrichtung gemessene Abstand der Anfangs- von der Endposition ist.The resilience is all the more for otherwise specified data larger, the larger the deflection frequency, d. H. the frequency of the Deflection signals, the longer the movement from the on path of the focal spot covered in the end position and the greater the distance measured transversely to the circumferential direction is the start from the end position.

Es ist zweckmäßig, wenn durch die Ablenkmittel eine solche Ablenkung des Elektronenstrahles bewirkt wird, daß der quer zur Umfangsrichtung gemessene Abstand der End- von der An fangsposition wenigstens gleich der vierfachen Erstreckung des Brennfleckes quer zur Umfangsrichtung ist. Auf diese Weise läßt sich theoretisch annähernd eine Verdoppelung der ther mischen Belastbarkeit des Brennfleckes realisieren. Vorzugs weise wird durch die Ablenkmittel eine solche Ablenkung des Elektronenstrahles bewirkt, daß der quer zur Umfangsrichtung gemessene Abstand der End- von der Anfangsposition wenigstens gleich der 25fachen Erstreckung des Brennfleckes quer zur Um fangsrichtung ist. In diesem Falle, der sich noch ohne weite res für herkömmliche Brennfleck- und Anodenabmessungen reali sieren läßt, ergibt sich im Vergleich zu einer herkömmlichen Röntgenröhre theoretisch die fünffache thermische Belastbar keit des Brennfleckes. Eine maximale Steigerung der thermi schen Belastbarkeit des Brennfleckes läßt sich für gegebene Verhältnisse erzielen, wenn durch die Ablenkmittel eine solche Ablenkung des Elektronenstrahles bewirkt wird, daß der quer zur Umfangsrichtung gemessene Abstand der End- von der An fangsposition wenigstens im wesentlichen der Erstreckung der Auftrefffläche quer zur Umfangsrichtung entspricht.It is useful if such a deflection means Deflection of the electron beam causes the cross distance from end to end measured to the circumferential direction catch position at least equal to four times the extent of the focal spot is transverse to the circumferential direction. In this way can theoretically almost double the ther mix the resilience of the focal spot. Preferential such a deflection of the Electron beam causes the cross to the circumferential direction at least measured distance of the end position from the start position equal to 25 times the focal length across the um direction is. In this case, it is still far away res for conventional focal spot and anode dimensions reali sieren, results in comparison to a conventional X-ray tube theoretically five times the thermal load focal spot. A maximum increase in thermi resilience of the focal spot can be given for Achieve conditions when such a deflection means Deflection of the electron beam causes the cross distance from end to end measured to the circumferential direction catch position at least essentially the extension of the Impact area transverse to the circumferential direction corresponds.

Obwohl es ohne weiteres möglich ist, erfindungsgemäße Rönt genröhren mit ebener kreisringförmiger Auftrefffläche zu realisieren, sieht eine besonders bevorzugte Variante der Erfindung vor, daß die Auftrefffläche zylindermantelförmig ausgebildet ist. In diesem Fall läßt es sich nämlich ohne weiteres erreichen, daß praktisch die gesamte Oberfläche der Auftrefffläche von dem Brennfleck bestrichen wird.Although it is readily possible to use X-rays according to the invention tubes with a flat, circular contact surface realize, sees a particularly preferred variant of the Invention before that the impact surface is cylindrical is trained. In this case it can be done without achieve further that practically the entire surface of the Impact area is covered by the focal spot.

Um sicherzustellen, daß der Brennfleck die Auftrefffläche in der gewünschten Weise überstreicht, istgemäß einer Variante der Erfindung vorgesehen, daß die Ablenkfrequenz und die Dreh frequenz starr miteinander gekoppelt werden. Die beiden Fre quenzen stehen also in einem konstanten Verhältnis zueinander, so daß gewährleistet ist, daß der Brennfleck exakt die vorge sehenen Bereiche der Auftrefffläche überstreicht. Schwankungen der Drehfrequenz müssen vermieden werden, da sonst Probleme bei der Datenzusammenfassung während des CT-Meßprozesses auf treten können.To ensure that the focal spot hits the target in the desired way is according to a variant the invention provided that the deflection frequency and the rotation frequency rigidly coupled. The two friends sequences are in constant relation to each other, so that it is ensured that the focal spot exactly the pre seen areas of the impact surface. Fluctuations the rotational frequency must be avoided, otherwise problems when summarizing data during the CT measurement process can kick.

Gemäß einer Variante der Erfindung ist vorgesehen, daß der Elektronenstrahl derart abgelenkt wird, daß der Brennfleck geradlinig von der Anfangs- in die Endposition bewegt wird. Hierdurch wird eine technisch einfache Ausbildung der Ab lenkmittel möglich. Außerdem gestaltet sich der CT-Meßprozeß einfach. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, eine andere Bewegung, beispielsweise eine gekrümmte, vorzusehen, obwohl dies den CT-Meßprozeß komplizieren kann.According to a variant of the invention it is provided that the Electron beam is deflected such that the focal spot is moved in a straight line from the start to the end position. As a result, a technically simple training of the Ab steering means possible. The CT measurement process is also designed simple. In principle, however, it is also possible to use another one Movement, such as a curved one, should be provided, though this can complicate the CT measurement process.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vor gesehen, daß das Ablenksignal eine solche Signalform aufweist, daß der Brennfleck sprunghaft mit wenigstens einer Zwischen position von der Anfangs- in die Endposition bewegt wird. In diesem Falle überstreicht der Brennfleck auf der Auftreffflä che während seines Verweilens in der Anfangs- und Endposition sowie den Zwischenpositionen jeweils einen kreisförmig ge krümmten Bereich.According to a preferred embodiment of the invention is before seen that the deflection signal has such a waveform, that the focal spot abruptly with at least one intermediate position is moved from the start to the end position. In In this case, the focal spot sweeps over the target che during his stay in the start and end position and the intermediate positions a circular ge curved area.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das Ablenksignal eine solche Signalform aufweist, daß der Brennfleck in einer kontinuierlichen Be wegung, vorzugsweise in bezug auf das Gehäuse der Röntgenröhre mit konstanter Geschwindigkeit, von der Anfangs- in die End position bewegt wird. In diesem Falle überstreicht der Brenn fleck bei seinem Weg von der Anfangs- in die Endposition je weils Bereiche der Auftrefffläche, die von im weitesten Sinne spiralförmiger Gestalt oder Abschnitte von Spiralen sind.According to a further preferred embodiment of the invention it is contemplated that the deflection signal will be such a waveform has that the focal spot in a continuous loading movement, preferably with respect to the housing of the X-ray tube at constant speed, from the beginning to the end position is moved. In this case, the burner sweeps over stain on its way from the start to the end position because areas of the impact surface that by in the broadest sense are spiral in shape or sections of spirals.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Erzeugung von Röntgenstrahlung in der zwischen dem Errei chen der Endposition und dem erneuten Beginn der Bewegung des Brennfleckes ausgehend von der Anfangsposition verstreichenden Zeit jeweils unterbrochen wird. Hierdurch sind Überlappungen der bei der Bewegung des Brennfleckes von der Anfangs- in die Endposition überstrichenen Bereiche der Auftrefffläche mit denjenigen Bereichen der Auftrefffläche, die bei der Bewegung des Brennfleckes von der End- zurück in die Anfangsposition überstrichen werden, sicher unterbunden. Falls derartige Über lappungen nicht stören, kann aber auch vorgesehen sein, daß der Elektronenstrahl oszillierend derart abgelenkt wird, daß der Brennfleck in einem Hin- und Rücklauf zwischen der An fangs- und der Endposition bewegt wird.According to one embodiment of the invention it is provided that the generation of x-rays in between the errei Chen the end position and the beginning of the movement of the Focal point starting from the starting position Time is interrupted. This creates overlaps that when moving the focal spot from the beginning to the End position swept areas of the impact surface with those areas of the impact surface that are in motion the focal spot from the end back to the start position be crossed over, safely prevented. If such over lapping do not interfere, but can also be provided that the electron beam is oscillatingly deflected such that the focal spot in a round trip between the An catch and the end position is moved.

Gemäß einer Variante der Erfindung ist vorgesehen, daß das Ab lenksignal eine solche Signalform aufweist, daß die Zeit, in der der Brennfleck von der Anfangs- in die Endposition bewegt wird, um ein Vielfaches, vorzugsweise wenigstens das Zehn fache, größer ist als diejenige Zeit, die zwischen dem Er reichen der Endposition und dem erneuten Beginn der Bewegung des Brennfleckes ausgehend von der Anfangsposition ver streicht. Dies bietet den Vorteil, daß ein Unterbinden der Erzeugung von Röntgenstrahlung während der zwischen dem Er reichen der Endposition und dem erneuten Beginn der Bewegung des Brennfleckes ausgehend von der Anfangsposition jeweils verstreichenden Zeit nicht unbedingt nötig ist. According to a variant of the invention it is provided that the Ab steering signal has such a waveform that the time in which moves the focal spot from the start to the end position is, many times, preferably at least ten times greater than the time between the Er range of the end position and the beginning of the movement again ver of the focal spot from the starting position strokes. This offers the advantage that the Generation of x-rays during the between the er range of the end position and the beginning of the movement again of the focal spot starting from the starting position in each case passing time is not absolutely necessary.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfin dung ist vorgesehen, daß die Ablenkfrequenz in Abhängigkeit von der Drehfrequenz unter Berücksichtigung der Masse und der Oberfläche der Drehanode - selbstverständlich auch unter Be rücksichtigung der weiteren für den Wärmeaustausch durch Strahlung zwischen der Drehanode und dem diese umgebenden Vakuumgehäuse maßgeblichen Parameter - derart gesteuert wird, daß sich bei kontinuierlichem Betriebe der Röntgenröhre mit Maximalleistung eine stationäre Vortemperatur der Drehanode einstellt, die wenigstens im wesentlichen gleich der maximalen zulässigen Vortemperatur einer entsprechenden herkömmlichen Röntgenröhre ist. Unter der Vortemperatur soll hier diejenige Temperatur verstanden werden, die ein von dem Brennfleck be strichener Punkt der Drehanode unmittelbar vor Eintritt in den Elektronenstrahl aufweist. Bei herkömmlichen Röntgenröhren ist es infolge der begrenzten thermischen Belastbarkeit des Brenn fleckes nicht möglich, die Drehanode bei einer solchen Tempe ratur zu betreiben, daß die der Drehanode im Normalbetrieb pro Zeiteinheit zugeführte Wärmemenge gleichzeitig durch Strahlung wieder abgeführt wird, was Voraussetzung für eine stationäre Vortemperatur ist. Man dimensioniert daher die Drehanoden her kömmlicher Röntgenröhren als Wärmespeicher hoher Masse, mit der Folge, daß bei Erschöpfung der Wärmekapazität der Dreh anode der Betrieb der Röntgenröhre unterbrochen werden muß, was beim praktischen Einsatz der Röntgenröhre in der Medizin höchst unerwünscht ist. Infolge der verbesserten thermischen Belastbarkeit des Brennfleckes der erfindungsgemäßen Röntgen röhre ist es jedoch ohne weiteres möglich, bei geeigneter Dimensionierung der Drehanode selbst bei Maximalleistung eine stationäre Vortemperatur der Drehanode zu realisieren, die vorzugsweise der bei entsprechenden herkömmlichen Röntgen röhren maximal zulässigen Vortemperatur entspricht. Da die Temperatur der Drehanode in der vierten Potenz in die pro Zeiteinheit durch Strahlung abführbare Wärmemenge eingeht, wird deutlich, daß bereits relativ geringe Erhöhungen der Temperatur der Drehanode deren thermisches Abstrahlvermögen erheblich verbessern. Abgesehen davon, daß somit Unterbre chungen des Betriebes der Röntgenröhre wegen drohender ther mischer Überlastung vermieden sind, wird der Vorteil einer verringerten Masse der Drehanode erzielt. Letzterer wirkt sich auf die Belastung und damit die Lebensdauer der Lagerung der Drehanode günstig aus und führt außerdem zu einer Verkürzung der Hochlaufzeit der Drehanode. According to a particularly preferred embodiment of the invention is provided that the deflection frequency is dependent of the rotational frequency taking into account the mass and the Surface of the rotating anode - of course also under Be taking into account the others for heat exchange through Radiation between the rotating anode and the one surrounding it Vacuum housing relevant parameters - is controlled in such a way that with continuous operation of the X-ray tube with Maximum output is a stationary pre-temperature of the rotating anode sets at least substantially equal to the maximum permissible pre-temperature of a corresponding conventional one X-ray tube is. That should be below the pre-temperature Temperature to be understood, which is one of the focal spot Deleted point of the rotating anode immediately before entering the Has electron beam. With conventional X-ray tubes it due to the limited thermal capacity of the burner stains not possible, the rotating anode at such a temperature rature to operate that the rotating anode in normal operation pro Unit of heat supplied simultaneously by radiation is discharged again, which is a requirement for a stationary Is pre-temperature. The rotating anodes are therefore dimensioned conventional X-ray tubes as heat storage of high mass, with the consequence that when the heat capacity of the rotation is exhausted anode the operation of the X-ray tube must be interrupted, what the practical use of the X-ray tube in medicine is highly undesirable. As a result of the improved thermal Resilience of the focal spot of the X-ray according to the invention tube, however, it is easily possible with a suitable one Dimensioning of the rotating anode even at maximum power one to realize stationary pre-temperature of the rotating anode, the preferably that of corresponding conventional X-rays tubes corresponds to the maximum permissible pre-temperature. Since the Temperature of the rotating anode in the fourth power in the pro Time unit of heat that can be dissipated by radiation is received, it becomes clear that relatively small increases in Temperature of the rotating anode and its thermal radiation capacity improve significantly. Apart from the fact that Unterbre the operation of the x-ray tube due to impending ther mixer overload are avoided, the advantage of a reduced mass of the rotating anode. The latter affects on the load and thus the life of the storage Cheap anode and also leads to a shortening the run-up time of the rotating anode.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den beigefügten Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:Embodiments of the invention are in the accompanying Drawings shown. Show it:

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen eine erfindungsge mäße Röntgenröhre enthaltenden Computertomographen,An X-ray tube containing a erfindungsge Permitted schematic representation of computer tomography, Fig. 1

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Röntgenröhre in schematischer Darstellung im Längsschnitt, Fig. 2 is an X-ray tube according to the invention in a schematic representation in longitudinal section;

Fig. 3 einen Schnitt gemäß Linie III-III in Fig. 2, Fig. 3 is a section according to line III-III in Fig. 2,

Fig. 4 in vergrößerter Darstellung einen Ausschnitt der Auf trefffläche gemäß Fig. 3, Fig. 4 in an enlarged illustration a detail of the impinging surface in FIG. 3,

Fig. 5 bis 7 in grob schematischer Darstellung Ansichten der Auftrefffläche der Drehanode der Röntgenröhre gemäß Fig. 1 für unterschiedliche Ablenksignale I_A und unterschiedliche Ablenkrichtungen, Fig. 5 to 7 in schematic outline views of the incident surface of the rotating anode X-ray tube shown in FIG. 1 for different deflection signals I _A and different deflection directions,

Fig. 8 in schematischer Darstellung einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Röntgenröhre, Fig. 8 shows a schematic representation of a longitudinal section of an inventive X-ray tube,

Fig. 9 eine Stirnansicht der Röntgenröhre gemäß Fig. 8 in teilweise geschnittener Darstellung, Figure 9 is an end view of the X-ray tube shown in FIG. 8 in a partially sectioned illustration.

Fig. 10 und 11 in grob schematischer Darstellung Abwicklungen der Auftrefffläche der Drehanode der Röntgen röhre gemäß Fig. 8 für unterschiedliche Ab lenksignale I_A, und FIGS. 10 and 11 in a roughly schematic representation developments of the incident surface of the rotating anode X-ray tube shown in FIG. 8 for different Ab guidance signals I _A, and

Fig. 12 eine Variante einer in einer erfindungsgemäßen Rönt genröhre verwendbaren Drehanode. Fig. 12 shows a variant of a rotating anode usable in an X-ray tube according to the invention.

Der in der Fig. 1 dargestellte Computertomograph 2 weist eine Röntgenröhre 3 auf, die zusammen mit einem Strahlenempfänger 4 eine Strahlenmeßeinrichtung bildet. Der Strahlenempfänger 4 weist eine Reihe von Einzeldetektoren 4a, 4b usw. auf. Die Röntgenröhre 3 ist mit dem Strahlenempfänger 4 über einen Drehrahmen 5 fest verbunden und sendet ein facherförmiges Röntgenstrahlenbündel 6 aus, das eine abzubildende Schicht eines zu untersuchenden Körperteiles, beispielsweise des Kop fes, eines Patienten 1 durchsetzt. Der Patient 1 liegt auf einer Patientenliege 8. Senkrecht zu der Zeichenebene ent spricht die Ausdehnung des Röntgenstrahlenbündels 6 der Dicke der Schicht 7. Die Anzahl der Einzeldetektoren 4a, 4b usw. des Strahlenempfängers 4 ist der gewünschten Bildauflösung ent sprechend gewählt. Jeder Einzeldetektor 4a, 4b usw. liefert ein elektrisches Signal, das der Intensität der jeweils empfangenen Röntgenstrahlung entspricht.The computer tomograph 2 shown in FIG. 1 has an X-ray tube 3 which, together with a radiation receiver 4, forms a radiation measuring device. The radiation receiver 4 has a number of individual detectors 4 a, 4 b, etc. The x-ray tube 3 is fixedly connected to the radiation receiver 4 via a rotating frame 5 and sends out a fan-shaped x-ray beam 6 which passes through a layer of a body part to be examined, for example the head, of a patient 1 . The patient 1 lies on a patient couch 8 . The extension of the X-ray beam 6 corresponds to the thickness of the layer 7 perpendicular to the plane of the drawing. The number of individual detectors 4 a, 4 b etc. of the radiation receiver 4 is chosen accordingly to the desired image resolution. Each individual detector 4 a, 4 b etc. delivers an electrical signal which corresponds to the intensity of the X-rays received in each case.

Die Einzeldetektoren 4a, 4b usw. des Strahlenempfängers 4 sind an eine elektronische Recheneinrichtung 9 angeschlossen, die aus den Ausgangssignalen der Einzeldetektoren 4a, 4b usw. wäh rend der Drehung der Strahlenmeßeinrichtung 3, 4 um eine Dreh achse 10, die parallel zur Längsrichtung der Patientenliege 8 und senkrecht zu der Ebene des Röntgenstrahlenbündels 6 ver läuft, die Röntgenstrahlen-Schwächungswerte der einzelnen Volumenelemente der Schicht 7 berechnet. Die Koordinaten der Volumenelemente werden in bezug auf ein gerätefestes recht winkliges Koordinatensystem mit den Achsen x, y, z angegeben. Anhand der ermittelten Röntgenstrahlungs-Schwächungswerte der einzelnen Volumenelemente einer abgetasteten Schicht 7 ist die elektronische Recheneinrichtung 9 in der Lage, ein Schnittbild dieser Schicht zu errechnen, das auf einem Sichtgerät 11 wie dergegeben werden kann, wobei einem bestimmten Röntgenstrah lungs-Schwächungswert ein bestimmter Farb- oder Grauwert in der Darstellung des Schnittbildes entspricht.The individual detectors 4 a, 4 b etc. of the radiation receiver 4 are connected to an electronic computing device 9 , which from the output signals of the individual detectors 4 a, 4 b etc. during the rotation of the radiation measuring device 3 , 4 about a rotation axis 10 , which is parallel ver runs to the longitudinal direction of the patient couch 8 and perpendicular to the plane of the X-ray beam 6 , the X-ray attenuation values of the individual volume elements of the layer 7 are calculated. The coordinates of the volume elements are given in relation to a right-angled coordinate system with axes x, y, z. Based on the determined x-radiation attenuation values of the individual volume elements of a scanned layer 7 , the electronic computing device 9 is able to calculate a sectional image of this layer, which can be reproduced on a display device 11 , with a certain x-ray attenuation value having a certain color or gray value in the representation of the sectional image.

Gewöhnlich erfolgt die Abtastung einer Schicht 7 bei einer vollständigen Drehung der Strahlenmeßeinrichtung 3, 4 um die Achse 10, wobei für einen vollständigen Abtastvorgang mit bei spielsweise nur einem Winkelgrad zueinander versetzten Abtast positionen ein Satz von Ausgangssignalen des Strahlenempfän gers 4 erzeugt wird. Auf diese Weise werden bei beispielsweise 512 Einzeldetektoren im Strahlenempfänger 4 pro Abtastvorgang 360 × 512 Ausgangssignale erzeugt, die der Berechnung der Röntgenstrahlungs-Schwächungswerte der Volumenelemente der jeweils abgetasteten Schicht zugrunde gelegt werden.Usually, the scanning of a layer 7 takes place with a complete rotation of the radiation measuring device 3 , 4 about the axis 10 , with a set of output signals of the radiation receiver 4 being generated for a complete scanning process with scanning positions offset, for example, by only one angular degree. In this way, for example 512 individual detectors in the radiation receiver 4, 360 × 512 output signals are generated per scanning process, which are used as the basis for the calculation of the X-radiation attenuation values of the volume elements of the respective scanned layer.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind übrigens der Übersichtlichkeit halber nicht sämtliche Einzeldetektoren, sondern nur einige wenige gezeigt.Incidentally, in the illustrated embodiment, the Not all individual detectors for clarity, but only shown a few.

Neuerdings wird für jede Winkelposition des Abtastvorganges der Brennfleck der Röntgenröhre 3, von dem das fächerförmige Röntgenstrahlenbündel ausgeht, von einer Anfangsposition BF′ in eine Endposition BF′′ verlagert. Die abzubildende Schicht wird also in der in Fig. 1 strichliert angedeuteten Weise zusätz lich von dem fächerförmigen Röntgenstrahlenbündel 6′ durch setzt, so daß pro Abtastvorgang 2 × 360 × 512 Ausgangssignale des Strahlenempfängers 4 erzeugt werden, die die elektronische Recheneinrichtung 9 zur Erzeugung eines einzigen Bildes heran zieht. Es hat sich gezeigt, daß die Bildqualität derart er zeugter Bilder gegenüber der herkömmlich erzeugter Bilder ver bessert ist. Die Praxis hat außerdem gezeigt, daß dann, wenn die Röntgenröhre 3 nicht derart gepulst wird, daß die Röntgen strahlenerzeugung nur im Anfangs- und im Endpunkt der be schriebenen Verlagerung des Brennfleckes BF, sondern konti nuierlich erfolgt, infolge der dann auftretenden "Verwischung" eine besonders gute Unterdrückung von Artefakten möglich ist. Für die Bewegung des Brennfleckes von der Endposition zurück in die Anfangsposition, diese Bewegung erfolgt vorzugsweise während einer wesentlich kürzeren Zeitspanne als die Bewegung von der Anfangs- in die Endposition, muß die Röntgenstrahlen erzeugung nicht notwendigerweise unterbrochen werden. In der Regel wird dies aber der Fall sein.Recently, the focal spot of the X-ray tube 3 , from which the fan-shaped X-ray beam emanates, is shifted from an initial position BF 'to an end position BF''for each angular position of the scanning process. The layer to be imaged is thus in the manner indicated in dashed lines in Fig. 1 additional Lich from the fan-shaped X-ray beam 6 'through, so that 2 × 360 × 512 output signals of the radiation receiver 4 are generated per scanning process, which the electronic computing device 9 for generating a single Image. It has been shown that the image quality of such generated images is improved compared to conventionally generated images. Practice has also shown that if the X-ray tube 3 is not pulsed such that the X-ray radiation generation occurs only in the beginning and in the end point of the described displacement of the focal spot BF, but continuously, due to the then occurring "blurring" particularly good suppression of artifacts is possible. For the movement of the focal spot from the end position back to the start position, this movement preferably takes place during a substantially shorter period of time than the movement from the start position to the end position, the x-ray generation does not necessarily have to be interrupted. As a rule, however, this will be the case.

Die Drehung des Drehrahmens 5 wird übrigens mittels eines Motors 12 bewirkt, der von der elektronischen Recheneinrich tung 9 in der erforderlichen Weise betätigt wird. Um unter schiedliche Schichten abbilden zu können, ist die Patienten liege in z-Richtung mittels eines ebenfalls von der elektro nischen Recheneinrichtung 9 gesteuerten Motors 14 verstellbar. Die Röntgenröhre 3 wird durch eine Generatoreinrichtung 13 mit den benötigten Spannungen versorgt, wobei die Generatorein richtung 13 ebenfalls von der elektronischen Recheneinrichtung 9 in der erforderlichen Weise gesteuert wird. Die Generator einrichtung 13 liefert übrigens auch ein Ablenksignal, das dazu dient, den Brennfleck der Röntgenröhre 3 in der erforder lichen Weise zu verlagern, sowie ein Steuersignal, das dazu dient, die Erzeugung von Röntgenstrahlung zu unterbinden.Incidentally, the rotation of the rotating frame 5 is effected by means of a motor 12 , which is actuated by the electronic computing device 9 in the required manner. In order to be able to image under different layers, the patient bed can be adjusted in the z direction by means of a motor 14 which is also controlled by the electronic computing device 9 . The X-ray tube 3 is supplied by a generator device 13 with the required voltages, the generator means 13 is also of the electronic computing device 9 is controlled in the required manner. The generator device 13 also provides a deflection signal, which serves to shift the focal spot of the X-ray tube 3 in the manner required, and a control signal, which serves to prevent the generation of X-rays.

In den Fig. 2 und 3 ist die Röntgenröhre 3 näher dargestellt. Sie weist eine feststehende Kathode 15 und eine insgesamt mit 16 bezeichnete Drehanode auf, die in einem evakuierten Gehäuse 17 angeordnet sind, das seinerseits in einem mit einem elek trisch isolierenden, flüssigen Kühlmedium, z. B. Isolieröl, ge füllten Schutzgehäuse 18 aufgenommen ist. Die Drehanode 16 ist mittels einer Welle 19 und zweier Wälzlager 20, 21 in dem Ge häuse 17 drehbar gelagert. Die zu der Mittelachse M der Welle 19 rotationssymmetrisch ausgebildete Drehanode 16 weist eine ebene kreisringförmige Auftrefffläche 22 für den von der Kathode 15 ausgehenden Elektronenstrahl 24 auf. Die Auftreff fläche 22 ist durch eine Schicht 23 einer Wolfram-Rhenium-Le gierung gebildet. Das von dem Brennfleck BF, d. h. dem Auf treffpunkt des Elektronenstrahles 24 auf die Auftrefffläche 22, ausgehende Nutzstrahlenbündel, von dem in Fig. 3 für eine mittlere Brennfleckposition nur der Zentralstrahl Z darge stellt ist, tritt durch in dem Gehäuse 17 und dem Schutzge häuse 18 vorgesehene, miteinander fluchtend angeordnete Strah lenaustrittsfenster 25 und 26 aus. Es trifft dann auf eine schlitzförmige Blende 27, die das für die Computertomographie erforderliche fächerförmige Röntgenstrahlenbündel 6 (siehe Fig. 1) formt.In FIGS. 2 and 3, the X-ray tube 3 is shown in more detail. It has a fixed cathode 15 and an overall designated 16 anode, which are arranged in an evacuated housing 17 , which in turn in an electrically isolating liquid cooling medium, for. B. insulating oil, ge filled protective housing 18 is added. The rotating anode 16 is rotatably supported by a shaft 19 and two roller bearings 20 , 21 in the Ge housing 17 . The rotating anode 16 , which is designed to be rotationally symmetrical with respect to the central axis M of the shaft 19, has a flat, circular, impact surface 22 for the electron beam 24 emanating from the cathode 15 . The impact surface 22 is formed by a layer 23 of a tungsten-rhenium alloy. The starting from the focal point BF, ie the point of impact of the electron beam 24 on the impingement surface 22 , of the useful beam bundle, of which only the central beam Z is shown in FIG. 3 for a central focal position, passes through the housing 17 and the protective housing 18 provided, aligned with each other arranged beam exit windows 25 and 26 . It then strikes a slit-shaped diaphragm 27 , which forms the fan-shaped x-ray beam 6 (see FIG. 1) required for computer tomography.

Die Mittelachse M der Welle 19 ist in bezug auf die Zeichen ebene der Fig. 2 geneigt und die Blende 27 ist derart ange ordnet, daß der Zentralstrahl Z des fächerförmigen Röntgen strahlenbündels in einer rechtwinklig zur Zeichenebene der Fig. 2 stehenden Ebene verläuft. Da der Brennfleck BF von strichförmiger Gestalt ist, wird durch diese Maßnahmen in an sich bekannter Weise eine erhöhte thermische Belastbarkeit des Brennfleckes BF erreicht. Grundsätzlich wäre es zwar möglich, in an sich üblicher Weise eine Drehanode mit kegelstumpfförmi ger Auftrefffläche zu verwenden, wobei dann eine Neigung der Mittelachse der Drehanode nicht erforderlich wäre; eine kegel stumpfförmige Auftrefffläche würde jedoch dazu führen, daß sich der Brennfleck, der in noch zu beschreibender Weise abge lenkt wird, bei der Ablenkung räumlich verwindet, was für die Bildqualität von Nachteil wäre. Die Neigung der Mittelachse M der Welle 19 ist übrigens in Fig. 3 der Einfachheit halber dicht dargestellt.The central axis M of the shaft 19 is inclined with respect to the plane of FIG. 2 and the diaphragm 27 is arranged such that the central beam Z of the fan-shaped X-ray beam runs in a plane perpendicular to the plane of FIG. 2. Since the focal spot BF is in the form of a line, these measures achieve an increased thermal load-bearing capacity of the focal spot BF in a manner known per se. In principle, it would be possible to use a rotating anode with a frustoconical contact surface in a conventional manner, in which case an inclination of the central axis of the rotating anode would not be necessary; a truncated cone-shaped impact surface would, however, lead to the fact that the focal spot, which is deflected in a manner yet to be described, spatially twists during the deflection, which would be disadvantageous for the image quality. Incidentally, the inclination of the central axis M of the shaft 19 is shown in FIG. 3 for the sake of simplicity.

Zum Antrieb der Drehanode 16 ist ein insgesamt mit 28 be zeichneter Elektromotor vorgesehen, der als Kurzschlußläufer motor ausgebildet ist und einen auf das Gehäuse 17 aufge setzten Stator 29 und einen innerhalb des Gehäuses 17 befind lichen, drehfest mit der Welle 19 verbundenen Rotor 30 auf weist.To drive the rotating anode 16 , a total of 28 be marked electric motor is provided, which is designed as a squirrel-cage motor and a stator 29 placed on the housing 17 and a union 17 located within the housing 17 , rotatably connected to the shaft 19 rotor 30 .

Das Erdpotential 31 führende vakuumdichte Gehäuse 17 weist zwei etwa plattenförmige Gehäuseteile 32a und 32b, die mit einem rohrförmigen Gehäuseteil 32c verbunden sind, sowie ein schachtförmiges Gehäuseteil 32d auf, das mit dem Gehäuseteil 32a verbunden ist. Die Gehäuseteile 32a bis 32d bestehen vor zugsweise aus metallischem Werkstoff. Die Kathode 15 ist an dem schachtformigen Gehäuseteil 32d mittels eines Isolators 34 angebracht, der mit dem Gehäuseteil 32d verbunden ist. Das Ge häuseteil 32a weist eine zentrale Bohrung auf, in die mit der erforderlichen Neigung ein Isolator 36 eingesetzt ist, der den Außenring des Wälzlagers 20 aufnimmt. Auch das Gehäuseteil 32b weist eine Bohrung auf, in die ein weiteres rohrförmiges Ge häuseteil 32e mit der erforderlichen Neigung eingesetzt ist, das in seinem Inneren den Rotor 30 aufnimmt und auf dessen äußere Mantelfläche der Stator 29 aufgesetzt ist. In das freie Ende des Gehäuseteiles 18e ist ein Isolator 38 eingesetzt, der den Außenring des Wälzlagers 21 aufnimmt. Die Zufuhr der posi tiven Hochspannung +U für die Drehanode 16 erfolgt mittels eines in nicht näher dargestellter, an sich bekannter Weise federnd an der Welle 19 anliegenden Kontaktes 40, der vakuum dicht in dem Isolator 36 aufgenommen ist.The earth potential 31 leading vacuum-tight housing 17 has two approximately plate-shaped housing parts 32 a and 32 b, which are connected to a tubular housing part 32 c, and a shaft-shaped housing part 32 d, which is connected to the housing part 32 a. The housing parts 32 a to 32 d are preferably made of metallic material. The cathode 15 is attached to the shaft-shaped housing part 32 d by means of an insulator 34 which is connected to the housing part 32 d. The Ge housing part 32 a has a central bore into which an insulator 36 is inserted with the required inclination, which receives the outer ring of the rolling bearing 20 . The housing part 32 b has a bore into which a further tubular Ge housing part 32 e is inserted with the required inclination, which receives the rotor 30 in its interior and on the outer lateral surface of the stator 29 is placed. In the free end of the housing part 18 e, an insulator 38 is inserted, which receives the outer ring of the rolling bearing 21 . The supply of the positive high voltage + U for the rotating anode 16 takes place by means of a contact 40 which rests resiliently on the shaft 19 and which is accommodated in a vacuum-tight manner in the insulator 36 in a manner which is not shown and is known per se.

Wie aus der schematischen Darstellung der Fig. 2 ersichtlich ist, liegt an dem einen Anschluß der Kathode 15 die negative Hochspannung -U an. Zwischen den beiden Anschlüssen der Katho de 1 liegt die Heizspannung U_H. Die zu der Kathode 15, dem Kontakt 40, dem Gehäuse 17 und dem Stator 29 führenden Lei tungen stehen mit der außerhalb des Schutzgehäuses 18 befind lichen Generatoreinrichtung 13 in Verbindung. Diese ist in an sich bekannter Weise ausgebildet und liefert die zum Betrieb der Röntgenröhre 3 erforderlichen Spannungen.As can be seen from the schematic illustration in FIG. 2, the negative high voltage -U is present at one connection of the cathode 15 . The heating voltage U _H lies between the two connections of the Katho de 1 . The leading to the cathode 15 , the contact 40 , the housing 17 and the stator 29 lines are connected to the generator device 13 located outside the protective housing 18 . This is designed in a manner known per se and supplies the voltages required for operating the x-ray tube 3 .

Die Kathode 15 weist ein Steuergitter 41 auf, das mit einer Steuereinrichtung 42, die Bestandteil der Generatoreinrichtung 13 ist, verbunden ist, die dem Steuergitter 41 bei Bedarf eine Steuerspannung U_S zuführt, durch die das Steuergitter 41 wäh rend solcher Zeiten, in denen die Erzeugung von Röntgenstrah lung unterbleiben soll, auf ein solches Potential gelegt wird, daß der Elektronenstrahl 24 durch das Steuergitter 41 unter brochen wird und somit nicht zu der Auftrefffläche 22 gelangt.The cathode 15 has a control grid 41 , which is connected to a control device 42 , which is part of the generator device 13 , which supplies the control grid 41 with a control voltage U _S as required, through which the control grid 41 during such times in which the Generation of X-ray radiation is to be avoided, is placed at such a potential that the electron beam 24 is interrupted by the control grid 41 and thus does not reach the impingement surface 22 .

Das Gehäuseteil 32d ist von einer Ablenkspule 43 umgeben, die ebenfalls mit der Steuereinrichtung 42 verbunden ist und von dieser mit einem Ablenksignal I_A beaufschlagt wird, mittels dessen der Elektronenstrahl 24 in der Zeichenebene der Fig. 2 ablenkbar ist, so daß der Brennfleck BF zwischen einer An fangsposition BF′ und einer Endposition BF′′ auf einer gerad linigen, in ihrer Verlängerung die Mittelachse M der Drehanode 16 schneidenden radialen Bahn (siehe Fig. 3) verschoben werden kann. Bei dem Ablenksignal I_A handelt es sich um ein periodi sches Signal konstanter Periodendauer, dessen Frequenz, die Ablenkfrequenz, mit der Drehfrequenz der Drehanode 16 starr gekoppelt ist. Zu diesem Zweck ist ein Sensor 44 vorgesehen, der ein der Drehfrequenz (Drehzahl) der Drehanode 16 entspre chendes Signal liefert, das der Steuereinrichtung 42 zugeführt ist, die die Ablenkfrequenz und die Drehfrequenz synchroni siert. Bei dem Sensor 44 kann es sich beispielsweise um einen optoelektronischen Sensor handeln, der eine an dem Stator 39 angebrachte Marke abtastet. Da es für den CT-Meßprozeß wesent lich ist, daß die Ablenkfrequenz nicht schwankt, kann das Si gnal des Sensors 44 zugleich dazu verwendet werden, die Dreh frequenz der Drehanode 16 und damit die mit dieser gekoppelte Ablenkfrequenz zu stabilisieren. Dies kann in an sich bekann ter Weise beispielsweise dadurch geschehen, daß das Signal des Sensors 44 mit einem Referenzsignal verglichen wird und im Falle von Abweichungen die Drehfrequenz der Drehanode 16 ent sprechend korrigiert wird.The housing part 32 d is surrounded by a deflection coil 43 , which is also connected to the control device 42 and is acted upon by this with a deflection signal I _A , by means of which the electron beam 24 can be deflected in the plane of the drawing in FIG. 2, so that the focal spot BF between a starting position BF 'and an end position BF''on a straight line, in its extension the central axis M of the rotating anode 16 intersecting radial path (see Fig. 3) can be moved. The deflection signal I _A is a periodic signal of constant period whose frequency, the deflection frequency, is rigidly coupled to the rotational frequency of the rotating anode 16 . For this purpose, a sensor 44 is provided which supplies a corresponding to the rotational frequency (rotational speed) of the rotating anode 16 signal which is fed to the control device 42 which synchronizes the deflection frequency and the rotational frequency. The sensor 44 can be, for example, an optoelectronic sensor that scans a mark attached to the stator 39 . Since it is essential for the CT measurement process that the deflection frequency does not fluctuate, the signal from the sensor 44 can also be used to stabilize the rotational frequency of the rotating anode 16 and thus the deflection frequency coupled to it. This can be done in a manner known per se, for example, by comparing the signal from the sensor 44 with a reference signal and, in the event of deviations, the rotational frequency of the rotating anode 16 being corrected accordingly.

Bei dem Ablenksignal I_A handelt es sich vorzugsweise wie in Fig. 2 angedeutet um ein etwa sägezahnförmiges Signal, wobei die Bewegung des Brennfleckes BF von seiner Anfangsposition BF′ in seine Endposition BF′′ während der sanft ansteigenden linearen Flanke des sägezahnförmigen Ablenksignales I_A in bezug auf das Gehäuse 17 mit konstanter Ablenkgeschwindigkeit erfolgt. Bei der Steuerspannung U_S handelt es sich um ein asymmetrisches Rechtecksignal, das für die Dauer der steil ab fallenden Flanke des sägezahnförmigen Ablenksignales I_A einen Spannungswert annimmt, der negativer als das Kathodenpotential ist. Demnach wird bei geöffnetem Schalter 45 der Brennfleck BF von seiner Endposition BF′′ während der steil abfallenden Flanke des sägezahnförmigen Ablenksignales I_A in seine An fangsposition BF′ zurückbewegt. Ist der Schalter 45 dagegen geschlossen, erfolgt jeweils nur die Bewegung des Brennfleckes BF von seiner Anfangsposition BF′ in seine Endposition BF′ während der sanft ansteigenden Flanke des sägezahnförmigen Ablenksignales I_A.The deflection signal I _A is, as indicated in FIG. 2, an approximately sawtooth-shaped signal, the movement of the focal spot BF from its starting position BF 'to its end position BF''during the gently rising linear flank of the sawtooth-shaped deflection signal I _A in with respect to the housing 17 at a constant deflection speed. The control voltage U _S is an asymmetrical square-wave signal which, for the duration of the steeply falling edge of the sawtooth-shaped deflection signal I _A, assumes a voltage value which is more negative than the cathode potential. Accordingly, when the switch 45 is open, the focal point BF is moved back from its end position BF '' during the steeply falling flank of the sawtooth-shaped deflection signal I _A to its initial position BF '. If the switch 45 is closed, on the other hand, only the movement of the focal spot BF from its initial position BF 'to its end position BF' takes place during the gently rising flank of the sawtooth-shaped deflection signal I _A.

Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispieles (siehe Fig. 3) ist die Ablenkfrequenz, d. h. die Frequenz des Ablenksignales I_A, größer als die Drehfrequenz der Drehanode 16, wobei die Drehfrequenz, die 4/15 der Ablenkfrequenz beträgt, kein ganz zahliges Vielfaches der Ablenkfrequenz ist und die Ablenkfre quenz kein ganzzahliges Vielfaches der Drehfrequenz ist. Viel mehr ist die Ablenkfrequenz unter Berücksichtigung der radi alen Richtung und des geradlinigen Verlaufes der Ablenkbe wegung, der Drehfrequenz der Drehanode 16, des Außendurchmes sers der Auftrefffläche 22, der Erstreckung des Brennfleckes BF in Umfangsrichtung der Drehanode und quer dazu sowie dem quer zur Umfangsrichtung zurückgelegten Weg des Brennfleckes von der Anfangsposition BF′ zur Endposition BF′′ derart ge wählt, daß die von dem Brennfleck BF auf seinem Weg von der Anfangsposition BF′ zu der Endposition BF′′ jeweils überstri chenen Bereiche der Auftrefffläche 22 maximal dicht beieinander liegen, ohne einander zu überlappen. Dabei überstreicht der Brennfleck BF infolge der starren Koppelung der Ablenkfrequenz mit der Drehfrequenz auf seinem Weg von der Anfangsposition BF′ in die Endposition BF′′ auf der Auftrefffläche 22 jeweils einen Bahnabschnitt in der Gestalt eines Abschnittes einer Spirale. Infolge der sehr steil abfallenden Flanke des Ablenk signales I_A liegen die Endposition BF′′ einer vorangegangenen Bewegung und die Anfangsposition BF′ der unmittelbar folgenden Bewegung jeweils näherungsweise auf dem gleichen Radius. Diese Verhältnisse sind in Fig. 3 für vier Umdrehungen der Drehanode 16 bzw. 15 Perioden des Ablenksignales I_A dargestellt, wobei die bis dahin beschriebene Bahn erneut bestrichen wird. Dabei ist nur die Bahn dargestellt, die das Zentrum des Brennfleckes auf der Auftrefffläche 22 der Drehanode 16 beschreibt. Die Bahn ist für jede der Umdrehungen in einer anderen Strichart dargestellt. Die zwischen den Endpositionen BF′′ und den An fangspositionen BF′ befindlichen Teile der Bahn sind in dünnen Linien dargestellt, da diese Teile der Bahn nur dann tatsäch lich bestrichen werden, wenn der Schalter 45 geöffnet ist. Wie aus der Fig. 3 ersichtlich ist, erstreckt sich die Ablenkbe wegung des Brennfleckes BF wie schraffiert angedeutet im wesentlichen über die gesamte Breite der Auftrefffläche 22. In the case of the present exemplary embodiment (see FIG. 3), the deflection frequency, ie the frequency of the deflection signal I _A , is greater than the rotational frequency of the rotating anode 16 , the rotational frequency which is 4/15 of the deflection frequency not being an integral multiple of the deflection frequency and the deflection frequency is not an integral multiple of the rotational frequency. Much more is the deflection frequency, taking into account the radial direction and the rectilinear course of the deflection movement, the rotational frequency of the rotating anode 16 , the outer diameter of the contact surface 22 , the extent of the focal point BF in the circumferential direction of the rotating anode and transversely to it, as well as the transverse to the circumferential direction Path of the focal spot from the starting position BF 'to the end position BF''selects such that the areas of the impact surface 22 which are overstretched from the focal spot BF on its way from the starting position BF' to the end position BF '' are as close as possible to one another without to overlap each other. Here, the focal spot BF passes due to the rigid coupling of the deflection frequency with the rotational frequency on its way from the starting position BF 'to the end position BF''on the impact surface 22 a web section in the form of a section of a spiral. As a result of the very steeply falling flank of the deflection signal I _A , the end position BF '' of a previous movement and the starting position BF 'of the immediately following movement are each approximately on the same radius. These relationships are shown in FIG. 3 for four revolutions of the rotating anode 16 or 15 periods of the deflection signal I _A , the path described up to that point being repainted. Only the path is shown that describes the center of the focal spot on the impact surface 22 of the rotating anode 16 . The path is shown in a different line style for each of the revolutions. The parts of the web located between the end positions BF '' and the starting positions BF 'are shown in thin lines, since these parts of the web are actually coated only when the switch 45 is open. As can be seen from FIG. 3, the deflection movement of the focal spot BF extends, as indicated by hatching, essentially over the entire width of the impact surface 22 .

In Fig. 4 sind für einen Ausschnitt der Auftrefffläche 22 die tatsächlichen Verhältnisse dargestellt. Es wird deutlich, daß die von dem schraffiert angedeuteten rechteckigen Brennfleck BF auf seinem Weg von die Anfangs in die Endposition BF′ bzw. BF′′ jeweils überstrichenen Bahnabschnitte 46a bis 46h nur am inneren Rand der Auftrefffläche 22 direkt aneinandergrenzen, ohne einander zu überlappen. Ansonsten besteht zwischen den Bahnabschnitten 46a bis 46h ein Abstand, der zum Außenrand der Auftrefffläche 22 hin größer wird. Dennoch wird im Vergleich zu herkömmlichen Röntgenröhren ein wesentlich größerer Anteil der Auftrefffläche 22 von dem Brennfleck BF überstrichen, be vor ein zuvor überstrichener Bahnabschnitt der Auftrefffläche 22 nach vier Umdrehungen der Drehanode 16 bzw. 15 Perioden des Ablenksignales I_A erneut überstrichen wird. Hierdurch ergibt sich gegenüber einer entsprechenden herkömmlichen Röntgenröhre eine stark vergrößerte thermische Belastbarkeit des Brenn fleckes BF. Bei geöffnetem Schalter 45 ergeben sich zwar bei der Bewegung des Brennfleckes von seiner Endposition BF′′ in seine Anfangsposition BF′ jeweils gewisse Überlappungen der dabei überstrichenen radialen Bahnabschnitte, einer ist in Fig. 3 schraffiert angedeutet, mit den Bahnabschnitten 46a bis 46h, die jeweils bei der Bewegung des Brennfleckes BF von seiner Anfangsposition BF′ in seine Endposition BF′′ über strichen werden, jedoch mindert dies wegen der Geringfügigkeit der Überlappung die thermische Belastbarkeit des Brennfleckes BF nicht nennenswert.In FIG. 4, the impingement surface 22 are shown, the actual conditions for a cut. It is clear that the hatched rectangular focal spot BF on its way from the beginning to the end position BF 'or BF''respectively swept web sections 46 a to 46 h only adjoin one another directly at the inner edge of the impact surface 22 , without facing each other overlap. Otherwise there is a distance between the web sections 46 a to 46 h, which becomes larger towards the outer edge of the impact surface 22 . Nevertheless, compared to conventional X-ray tubes, a much larger proportion of the impact surface 22 is swept by the focal point BF before a previously swept path section of the impact surface 22 is swept again after four rotations of the rotating anode 16 or 15 periods of the deflection signal I _A. This results in a greatly increased thermal resilience of the focal spot BF compared to a corresponding conventional X-ray tube. With the switch 45 open, there are certain overlaps of the radial path sections covered in the movement of the focal spot from its end position BF '' to its starting position BF ', one is indicated by hatching in FIG. 3, with the path sections 46 a to 46 h, which are each stroked during the movement of the focal spot BF from its initial position BF 'to its end position BF'', but this does not significantly reduce the thermal load capacity of the focal spot BF because of the slight overlap.

Die gemäß Fig. 2 an ihrer Unterseite mit einer großen Ausneh mung 47 versehene Drehanode 16 weist gegenüber der Drehanode einer entsprechenden herkömmlichen Röntgenröhre eine deutlich verringerte Masse auf. Die Masse der Drehanode 16 ist unter Berücksichtigung der übrigen das thermische Abstrahlvermögen der Drehanode 16 beeinflussenden Parameter sowie der verbes serten thermischen Belastbarkeit des Brennfleckes derart ge wählt, daß sich auf der Basis einer mittleren Temperatur von 1200°C eine konstante Vortemperatur der Drehanode 16 er gibt. The FIG. 2 on its underside with a large Ausneh mung 47 provided rotating anode 16 has a significantly reduced mass with respect to the rotating anode X-ray tube of a corresponding conventional. The mass of the rotating anode 16 is taking into account the other parameters influencing the thermal radiation capacity of the rotating anode 16 and the improved thermal resilience of the focal spot such that ge there is a constant pre-temperature of the rotating anode 16 based on an average temperature of 1200 ° C. .

Die Fig. 5a und 5b zeigen in zur Fig. 3 analoger Darstellung die Verhältnisse für den Fall, daß der Brennfleck auf einer zwar geradlinigen, aber in ihrer Verlängerung die Mittelachse M der Drehanode 16 nicht schneidenden Bahn mittels eines etwa sägezahnförmigen Ablenksignales 4 verschoben wird. Dabei er folgt die Bewegung des Brennfleckes von seiner Anfangsposition in seine Endposition während der sanft ansteigenden linearen Flanke des sägezahnförmigen Ablenksignales mit in bezug auf das Gehäuse 17 konstanter Ablenkgeschwindigkeit. In Fig. 5a erfolgt die Drehung der Drehanode gegen den Uhrzeigersinn, in Fig. 5b im Uhrzeigersinn. Der Brennfleck beschreibt dann auf seinem Weg von der Anfangs- in die Endposition auf der Auf trefffläche 22 jeweils einen Bahnabschnitt in der Gestalt eines Abschnittes einer Spirale. Wie aus der Fig. 5a, in die ein Bahnabschnitt 46₁ eingetragen ist, ersichtlich ist, nimmt dessen Breite nach außen hin kaum ab, während die Breite des entsprechenden Bahnabschnittes 46₁ in Fig. 5b sehr stark ab nimmt. Außerdem ergibt sich im Falle der Fig. 5a eine Ver längerung und im Falle der Fig. 5b eine Verkürzung der Bahn abschnitte 46₁ gegenüber den Verhältnissen gemäß Fig. 3. Die Verlängerung bzw. Verkürzung der Bahnabschnitte 46₁ ist dann maximal, wenn die Ablenkbewegung des Brennfleckes BF wie in den Fig. 5a und 5b dargestellt tangential zur inneren Begren zung der Auftrefffläche 22 erfolgt. Vorzugsweise erstreckt sich die Ablenkbewegung wie in Fig. 5a und 5b dargestellt nicht über den Berührpunkt der Ablenkbewegung mit der inneren Begrenzung der Auftrefffläche 22 hinaus. FIGS. 5a and 5b 3 analog representation to show in the Fig., The conditions for the case that the focal spot, but the center axis M is moved the rotary anode 16 is not cutting the web by means of an approximately sawtooth Ablenksignales 4 on a true straight line, in its extension. He follows the movement of the focal spot from its starting position to its end position during the gently rising linear flank of the sawtooth-shaped deflection signal with a constant deflection speed with respect to the housing 17 . In Fig. 5a the rotation of the rotating anode is counterclockwise, in Fig. 5b clockwise. The focal spot then describes, on its way from the start to the end position on the target surface 22 , a path section in the form of a section of a spiral. As can be seen from Fig. 5a, in which a web section 46 ₁ is entered, the width thereof hardly decreases towards the outside, while the width of the corresponding web section 46 ₁ in Fig. 5b decreases very sharply. In addition, in the case of FIG. 5a there is a lengthening and in the case of FIG. 5b a shortening of the track sections 46 ₁ compared to the conditions according to FIG. 3. The lengthening or shortening of the track sections 46 ₁ is maximum when the deflecting movement of the focal spot BF, as shown in FIGS . 5a and 5b, takes place tangentially to the inner limitation of the impact surface 22 . The deflection movement preferably does not extend beyond the point of contact of the deflection movement with the inner boundary of the impact surface 22 , as shown in FIGS . 5a and 5b.

In Fig. 6 ist zu den Fig. 3 und 5 analoger Darstellung die jenige Bahn dargestellt, die der Brennfleck BF auf der Auf trefffläche 22 überstreicht, wenn die Drehfrequenz der Dreh anode 16 um ein Vielfaches größer als die Ablenkfrequenz ist. Es handelt sich dabei um eine spiralförmige Bahn 46, zwischen deren Windungen wegen deren nach außen hin allmählich abneh mende Breite nach außen hin allmählich zunehmende Abstände vorliegen, wenn ein sägezahnförmiges Ablenksignal mit linear ansteigender Flanke verwendet wird. Die genannten Abstände sind um so geringer, je größer die Länge L des Brennfleckes BF im Vergleich zu dessen Breite B ist (L und B siehe Fig. 4). Die genannten Abstände können gänzlich vermieden werden, wenn ein in Fig. 6 strichliert angedeutetes Ablenksignal I_A verwendet wird, bei dem die Ablenkbewegung nicht mit konstanter Ge schwindigkeit erfolgt, sondern mit einer nach außen hin all mählich leicht abnehmenden Geschwindigkeit. Während in der Fig. 6 die Verhältnisse für die Ablenkung des Brennfleckes BF auf einer geradlinigen, in ihrer Verlängerung die Mittelachse M der Drehanode 16 schneidenden Bahn dargestellt sind, zeigt die Fig. 7 die Verhältnisse für eine zwar geradlinige, in ihrer Verlängerung die Mittelachse M aber nicht schneidende Bahn der Ablenkbewegung. Auch hier überstreicht der Brennfleck BF auf der Auftrefffläche 22 eine spiralförmige Bahn 46, deren Breite nach außen hin allmählich abnimmt. Außerdem nimmt der Abstand zwischen den Windungen der Bahn 46 nach außen hin all mählich zu. Die Änderung der Breite der Bahn 46 und die Ände rung des Abstandes zwischen deren Windungen sind für die Ver hältnisse gemäß Fig. 7 größer als für die gemäß Fig. 6. Die genannten Änderungen sind dann maximal, wenn die Ablenkbe wegung derart gewählt ist, daß der Brennfleck BF den inneren Rand der Auftrefffläche 22 tangiert, so wie dies in Fig. 7 dargestellt ist. Auch im Falle der Fig. 7 muß ein in Fig. 7 strichliert angedeutetes Ablenksignal I_A verwendet werden, das eine schnellere Ablenkung des Brennfleckes im inneren Bereich der Auftrefffläche 22 bewirkt, wenn die Windungen der spiral förmigen Bahn 46 unmittelbar aneinander angrenzen sollen. In Fig. 6 is shown to FIGS. 3 and 5 analog representation that path that the focal spot BF on the target surface 22 covers when the rotational frequency of the rotary anode 16 is many times greater than the deflection frequency. It is a spiral path 46 , between the windings because of their gradually decreasing width towards the outside there are gradually increasing distances when a sawtooth deflection signal with a linearly rising edge is used. The distances mentioned are smaller, the greater the length L of the focal spot BF compared to its width B (L and B see FIG. 4). The distances mentioned can be completely avoided if a deflection signal I _A indicated in dashed lines in FIG. 6 is used, in which the deflection movement does not take place at a constant speed, but rather at a gradually decreasing speed towards the outside. While FIG. 6 shows the conditions for the deflection of the focal spot BF on a rectilinear path that intersects the central axis M of the rotating anode 16 in its extension, FIG. 7 shows the conditions for a straight line, the central axis M in its extension but not cutting path of the deflection movement. Here, too, the focal spot BF sweeps over the impact surface 22 a spiral path 46 , the width of which gradually decreases towards the outside. In addition, the distance between the turns of the web 46 gradually increases towards the outside. The change in the width of the web 46 and the change in the distance between the turns thereof are greater for the conditions shown in FIG. 7 than for those shown in FIG. 6. The changes mentioned are maximum when the deflection movement is selected such that the focal spot BF touches the inner edge of the impact surface 22 , as shown in FIG. 7. Also in case of Fig. 7, a dashed line in Fig. 7, indicated deflection I _A must be used which causes a rapid deflection of the focal spot in the inner area of the incident surface 22, if the turns of the spiral track 46 are immediately adjacent to each other.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die Verwendung von Ablenk signalen, die zu einer in bezug auf das Gehäuse 17 variablen Geschwindigkeit des Brennfleckes BF bei seinem Weg von der Anfangs- in die Endposition BF′ bzw. BF′′ führen, Probleme beim CT-Meßprozeß (insbesondere bei der Datenzusammenfassung) nach sich ziehen können.It should be noted that the use of deflection signals, which lead to a variable with respect to the housing 17 speed of the focal spot BF on its way from the start to the end position BF 'or BF'', problems in the CT measurement process (especially when summarizing data).

In den Fig. 8 und 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das mit dem zuvor beschriebenen in wesentlichen Punkten übereinstimmt, weshalb gleiche oder ähn liche Teile die gleichen Bezugszeichen tragen. Der wesentliche Unterschied zu der zuvor beschriebenen Ausführungsform besteht darin, daß eine Drehanode 50 mit einer zylindermantelförmigen Auftrefffläche 51 vorgesehen ist und die Kathode 15 mit dem Gehäuseteil 32d und dem Isolator 34 an einem etwa tangential an das Gehäuseteil 32c angesetzten rohrförmigen Gehäuseteil 32f angebracht ist. Das Gehäuseteil 32f weist einen rechtecki gen Querschnitt auf. Das Schutzgehäuse 18 ist mit einem dem Gehäuseteil 32f entsprechenden Schutzgehäuseteil 55 versehen. Das Strahlenaustrittsfenster 25 ist an einem Fortsatz des Ge häuseteiles 32f angeordnet. Das Strahlenaustrittsfenster 26 des Schutzgehäuses ist an einem Fortsatz eines dem Gehäuseteil 37f entsprechenden Teil 55 des Schutzgehäuses 18 angeordnet. Die Kathode 15 ist derart angeordnet, daß der Elektronenstrahl 24 auf die Auftrefffläche 51 auftrifft. Die Ablenkung des Elektronenstrahles 24 mittels der Ablenkspule 43, der das Ab lenksignal I_A zugeführt ist, erfolgt derart, daß sich der Brennfleck BF parallel zur Mittelachse M zwischen einer An fangsposition BF′ und einer Endposition BF′′ bewegt. Eine Neigung der Mittelachse M der Welle 19 in bezug auf die Zei chenebene von Fig. 8 ist nicht vorgesehen. Die Drehanode 50 ist mit zwei Ausnehmungen 47a, 47b versehen, die dem gleichen Zweck wie die Ausnehmung 47 dienen.In FIGS. 8 and 9, a further embodiment of the invention is shown, which corresponds to the above-described essential points, for which reason identical or similarity Liche parts bear the same reference numerals. The main difference from the previously described embodiment is that a rotating anode 50 is provided with a cylinder-shaped contact surface 51 and the cathode 15 with the housing part 32 d and the insulator 34 is attached to an approximately tangentially attached to the housing part 32 c tubular housing part 32 f is. The housing part 32 f has a rectangular cross-section. The protective housing 18 is provided with a protective housing part 55 corresponding to the housing part 32 f. The radiation exit window 25 is arranged on an extension of the Ge housing part 32 f. The radiation exit window 26 of the protective housing is arranged on an extension of a part 55 of the protective housing 18 corresponding to the housing part 37 f. The cathode 15 is arranged such that the electron beam 24 strikes the impact surface 51 . The deflection of the electron beam 24 by means of the deflection coil 43 , to which the steering signal I _{A is} supplied, is such that the focal spot BF moves parallel to the central axis M between an initial position BF 'and an end position BF''. An inclination of the central axis M of the shaft 19 with respect to the drawing plane of FIG. 8 is not provided. The rotating anode 50 is provided with two recesses 47 a, 47 b, which serve the same purpose as the recess 47 .

In Fig. 10 ist die Abwicklung der Auftrefffläche 51 darge stellt. Dabei ist in Fig. 10 diejenige Bahn 52 eingetragen, die der Brennfleck BF auf der Auftrefffläche 51 überstreicht, wenn er parallel zur Mittelachse M der Drehanode 50 mit in bezug auf das Gehäuse 17 konstanter Geschwindigkeit periodisch von seiner Anfangsposition BF′ in seine Endposition BF′′ und in vernachlässigbar kurzer Zeit von seiner Endposition BF′′ in seine Anfangsposition BF′ bewegt wird. Wie im Falle der Fig. 3 weist die Drehanode 50 eine Drehfrequenz auf, die 4/15 der Ab lenkfrequenz beträgt. Während vier Umdrehungen der Drehanode 50 treten also 15 vollständige Perioden des Ablenksignales I_A auf. Dabei beschreibt der Brennfleck BF während seiner Be wegung von der Anfangs in die Endposition BF′ bzw. BF′′ je weils einen schraubenlinienförmigen Bahnabschnitt auf der Auf trefffläche 51, der in der abgewickelten Darstellung der Fig. 9 als schräger Bahnabschnitt erscheint. Da die Ablenkfrequenz f_A nach den GleichungenIn Fig. 10 the development of the impact surface 51 is Darge. In this case, 10 that the web 52 is shown in Fig. Recorded that the focal spot BF sweeps on the incident surface 51 when it is parallel to the central axis M of the rotary anode 50 at a constant with respect to the housing 17 speed periodically from its initial position BF 'in its end position BF''And is moved in a negligible short time from its end position BF''to its starting position BF'. As in the case of FIG. 3, the rotary anode 50 has a rotational frequency which is 4/15 of the steering frequency. 15 complete periods of the deflection signal I _A thus occur during four revolutions of the rotating anode 50 . The focal point BF describes during its loading movement from the beginning to the end position BF 'or BF''each because of a helical path section on the target surface 51 , which appears in the developed representation of FIG. 9 as an inclined path section. Since the deflection frequency f _A according to the equations

bzw.respectively.

gewählt ist, grenzen die von dem Brennfleck BF auf seinem Weg von der Anfangs- in die Endposition BF′ bzw. BF′′ jeweils auf der Auftrefffläche 51 überstrichenen Bahnabschnitte unmittel bar aneinander, ohne einander zu überlappen, so wie dies in Fig. 10 dargestellt ist. Dabei wird mit Ausnahme kleiner in der Abwicklung dreieckiger Bereiche am Anfang und am Ende jedes Bahnabschnittes die gesamte Auftrefffläche 51 von dem Brennfleck überstrichen, wobei erst nach vier vollständigen Umdrehungen der Drehanode ein zuvor überstrichener Bereich der Auftrefffläche 51 erneut überstrichen wird.is selected, the web sections swept by the focal spot BF on its way from the starting position to the end position BF 'or BF''in each case on the impact surface 51 immediately adjoin one another without overlapping one another, as shown in FIG. 10 is. With the exception of small triangular areas at the beginning and at the end of each path section, the entire impact surface 51 is swept by the focal spot, with a previously covered area of the impact surface 51 being swept again only after four complete revolutions of the rotating anode.

In den angegebenen Gleichungen steht U für den Umfang der Auf trefffläche 51. Damit keine Überlappungen der vom Brennfleck BF auf seinem Weg von der Anfangs- in die Endposition BF′ bzw. BF′′ überstrichenen Bahnabschnitte auftreten und diese unmit telbar aneinandergrenzen, muß gelten:In the given equations, U stands for the extent of the impact surface 51st So that there is no overlap of the web sections swept by the focal spot BF on its way from the starting position to the end position BF ′ or BF ′ ′ and that they immediately adjoin one another, the following must apply:

m = U/Am = U / A

undand

p = K/A.p = K / A.

Bei p und m handelt es sich um positive ganze Zahlen. A ist die in Umfangsrichtung gemessene Breite der von dem Brennfleck BF auf seinem Weg von der Anfangs- in die Endposition BF′ bzw. BF′′ überstrichenen Bahnabschnitte (siehe Fig. 10). K ist das jenige Maß, um das sich die Drehanode 50 während einer Periode des Ablenksignals I_A weiterdreht (siehe Fig. 10). s sind der Ablenkweg des Brennfleckes BF, B die Breite und L die Länge des Brennfleckes BF (siehe Fig. 10). f_D ist die Drehfrequenz der Drehanode 50. Im Falle der Fig. 10 hat übrigens m den Wert 15, während p den Wert 4 hat.P and m are positive integers. A is the circumferentially measured width of the web sections swept by the focal spot BF on its way from the start position to the end position BF 'or BF''(see FIG. 10). K is the amount by which the rotating anode 50 continues to rotate during a period of the deflection signal I _A (see FIG. 10). s are the deflection path of the focal spot BF, B the width and L the length of the focal spot BF (see FIG. 10). f _D is the rotational frequency of the rotating anode 50 . Incidentally, in the case of FIG. 10, m has the value 15 , while p has the value 4.

Die Fig. 11 zeigt die Ver hältnisse für p = m-1. In diesem Falle ergibt sich eine solche Ablenkfrequenz, daß sich die Drehanode 50 während einer Peri ode des Ablenksignales I_A jeweils gerade um ein Maß weiter dreht, das den Umfang der Auftrefffläche 51 vermindert um die in Umfangsrichtung der Auftrefffläche 51 gemessene Breite der von dem Brennfleck BF auf seinem Weg von der Anfangsposition BF′ in die Endposition BF′′ überstrichenen Bahnabschnitte ent spricht. Im Falle der Fig. 11 gilt übrigens m = 7 und p = 6. Fig. 11 shows the ratios Ver for p = m-1. In this case, there is such a deflection that the rotating anode 50 during a Peri of Ablenksignales I _A ode each just by an amount continues to rotate, which reduces the extent of the impingement surface 51 to the circumferential direction of the incident measured width 51 of the of the focal spot BF speaks ent on its way from the starting position BF 'to the end position BF''covered track sections. Incidentally, in the case of FIG. 11, m = 7 and p = 6.

Die vorstehenden Gleichungen lassen sich sinngemäß auch für beispielsweise kegelstumpfförmige oder ebene Auftreffflächen anwenden, wobei die Verhaltnisse am inneren Rand der Auftreff fläche zugrundezulegen sind. The above equations can also be used for for example frustoconical or flat contact surfaces apply, with the conditions at the inner edge of the impingement area to be used.

In Tabelle 1 sind für eine Drehanode mit ebener kreisringför miger Auftrefffläche, deren Außendurchmesser 160 mm und deren Innendurchmesser 60 mm beträgt, sowie eine Drehanode mit einer zylindrischen Auftrefffläche 160 mm Durchmesser für eine Dreh frequenz der Drehanode f_D von 50 Hz, eine Fokuslänge L = 9 mm und eine Fokusbreite B = 0,9 mm sowie ein Ablenksignal I_A, bei dem die für die Bewegung des Brennfleckes BF von seiner End position BF′′ zurück in seine Anfangsposition BF′ erforder liche Zeit vernachlässigbar klein ist unter Bezugnahme auf be stimmte vor stehend beschriebene Figuren, die von dem Brenn fleck BF überstrichenen Bereiche der Auftrefffläche hinsicht lich ihrer Form, ihres relativen Flächeninhaltes sowie des benutzten Anteiles der insgesamt zur Verfügung stehenden Auf trefffläche aufgelistet. Außerdem ist für die einzelnen Fälle angegeben, wie lange ein bestimmter Punkt der Auftrefffläche während einer Umdrehung der Drehanode von dem Elektronenstrahl beaufschlagt wird (T1), wie lange es dauert, bis ein bestimm ter Punkt der Auftrefffläche erneut von dem Elektronenstrahl beaufschlagt wird (T2), und für welche Dauer ein Punkt der Auftrefffläche während einer Sekunde von dem Elektronenstrahl beaufschlagt wird (T3). Dabei sind die Zeiten T1 bis T3 in Millisekunden angegeben.In Table 1, a focal length L = is for a rotating anode with a flat, circular-shaped impact surface, the outside diameter of which is 160 mm and the inside diameter of 60 mm, and a rotating anode with a cylindrical contact surface of 160 mm for a rotational frequency of the rotating anode f _D of 50 Hz 9 mm and a focus width B = 0.9 mm and a deflection signal I _A , in which the time required for the movement of the focal spot BF from its end position BF '' back to its starting position BF 'is negligibly small with reference to be determined before described figures, the areas of the impact area covered by the focal point BF are listed with regard to their shape, their relative surface area and the used proportion of the total available impact area. In addition, it is indicated for the individual cases how long a certain point of the impact surface is acted upon by the electron beam during one revolution of the rotating anode (T1), how long it takes until a specific point of the impact surface is again acted on by the electron beam (T2) , and for how long a point of the impact surface is struck by the electron beam for one second (T3). The times T1 to T3 are given in milliseconds.

Aus der Tabelle 1 wird deutlich, daß erfindungsgemäße Rönt genröhren, insbesondere solche mit zylindrischer Auftreff fläche, Röntgenröhren nach dem Stand der Technik hinsichtlich ihrer thermischen Belastbarkeit erheblich überlegen sind.From Table 1 it is clear that X-ray according to the invention tubes, especially those with cylindrical impacts area, X-ray tubes according to the state of the art with regard to are significantly superior to their thermal resilience.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele sind hin sichtlich der Gestalt der Auftrefffläche, der Signalform des Ablenksignales I_A sowie hinsichtlich der Richtung und der Form der Bahn, entlang derer der Brennfleck BF abgelenkt wird, nur beispielhaft zu verstehen. Insbesondere besteht die Möglich keit, eine zweite Ablenkspule vorzusehen, die den Elektronen strahl 24 in einer anderen Richtung als die Ablenkspule 43 ab lenkt. Es besteht dann die Möglichkeit, den Brennfleck BF auch längs gekrümmter Bahnen zu verschieben. Anstelle elektromagne tischer Ablenkmittel in Form einer oder mehrerer Ablenkspulen können auch an sich bekannte elektrostatische Ablenkmittel für den Elektronenstrahl 24 verwendet werden.The exemplary embodiments described above are only to be understood as examples with regard to the shape of the impact surface, the signal shape of the deflection signal I _A and the direction and shape of the path along which the focal spot BF is deflected. In particular, there is the possibility of providing a second deflection coil which deflects the electron beam 24 in a different direction than the deflection coil 43 . It is then possible to shift the focal spot BF even along curved paths. Instead of electromagnetic deflection means in the form of one or more deflection coils, electrostatic deflection means known per se can also be used for the electron beam 24 .

In Fig. 12 ist die Variante einer Drehanode 56 dargestellt, die anstelle der Drehanode 50 in der Röntgenröhre gemäß den Fig. 8 und 9 verwendet werden kann. Die Drehanode 56 weist einen massiven Grundkörper 57 aus Graphit auf, der über eine Nabe 58 drehfest mit der Welle 19 verbunden ist. An seiner zylindrischen Mantelfläche ist der Grundkörper 57 mit einer Schicht 59 einer Wolfram-Rhenium-Legierung versehen, so daß eine zylindermantelförmige Auftrefffläche 60 zur Verfügung steht. Dabei ergibt sich infolge der Verwendung von Graphit als Werkstoff für den Grundkörper 57 eine weiter verbesserte Wärmeabstrahlung. FIG. 12 shows the variant of a rotating anode 56 which can be used instead of the rotating anode 50 in the X-ray tube according to FIGS. 8 and 9. The rotating anode 56 has a solid base 57 made of graphite, which is connected to the shaft 19 in a rotationally fixed manner via a hub 58 . On its cylindrical outer surface, the base body 57 is provided with a layer 59 of a tungsten-rhenium alloy, so that a contact surface 60 in the form of a cylindrical shell is available. The use of graphite as the material for the base body 57 results in a further improved heat radiation.

Die bevorzugte Verwendung der erfindungsgemäßen Röntgenröhre liegt in der Computertomographie. Andere Verwendungen, bei spielsweise in der Strahlentherapie, sind möglich.The preferred use of the X-ray tube according to the invention lies in computer tomography. Other uses, at for example in radiation therapy, are possible.

Claims

1. A method for operating an X-ray tube with a cathode ( 15 ) for generating an electron beam ( 24 ), a rotating anode ( 16 ; 50 ) with an impact surface ( 22 ; 51 ) on which the electron beam ( 24 ) in a focal spot (BF ) strikes, and deflection means ( 42 , 43 ) for deflecting the electron beam ( 24 ), which generate a deflection signal (I _A ) and the electron beam ( 24 ) in dependence on the deflection signal (I _A ) in a circumferential direction of the rotating anode ( 16 ; 50 ) intersecting the deflection direction so that the focal spot (BF) periodically moves from an initial position into an end position (BF 'or (BF''), characterized in that the deflection frequency with which the electron beam ( 24 ) is deflected, controlled such that neither the rotational frequency of the rotating anode ( 16 ; 50 ) is an integer multiple of the deflection frequency nor the deflection frequency is an integer multiple of the rotational frequency.

2. The method according to claim 1, characterized ge indicates that the deflection frequency and the rotational frequency are rigidly coupled to one another.

3. The method according to claim 2, characterized in that the deflection frequency and the shape of the deflection signal (I _A ) depending on the direction and Ver course of the deflection movement, the rotational frequency of the rotating anode ( 16 ; 50 ), the dimensions and the geometric shape of the On the target surface ( 22 ; 51 ), the distance measured transversely to the circumferential direction of the end position from the starting position (BF '' or BF ') and the extent of the focal spot (BF) in the circumferential direction and transversely to it are controlled such that the focal spot (BF) on its way from the start to the end position (BF 'or BF'') each of the areas of the impact surface ( 22 ; 51 ) which are swept over are arranged as closely as possible without overlapping one another.

4. The method according to claim 3, characterized in that the electron beam is deflected such that the focal spot (BF) on its way from the start to the end position (BF or BF ') each swept areas of the impact surface ( 22nd ; 51 ) directly adjoin each other.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, there characterized in that the elec electron beam is deflected such that the focal spot (BF) straight from the start to the end position (BF ′ or BF ′ ′) is moved.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, there characterized by that the focal spot (BF) abruptly with at least one intermediate position from the Starting in the end position (BF 'or BF' ') is moved.

7. The method according to any one of claims 1 to 5, there characterized by that the focal spot (BF) in a continuous movement from the beginning to the end position (BF 'or BF' ') is moved.

8. The method according to claim 7, characterized in that the electron beam ( 24 ) is deflected such that the focal spot (BF) on its way from the start to the end position (BF 'or BF'') in relation to that Vacuum housing ( 17 ) of the X-ray tube is moved at a constant speed.

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized characterized that the generation of x-rays radiation in between reaching the end position (BF ′ ′) and the beginning of the movement of the focal spot (BF) again based on the time elapsing from the starting position (BF) is interrupted in each case.

10. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the electron beam ( 24 ) is deflected in an oscillating manner such that the focal spot (BF) in each case in a return movement from the start to the end position (BF ' or BF '') and from the end to the start position (BF '' or BF ') is moved.

11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the deflection signal (I _A ) has such a signal shape that the time in which the focal spot (BF) from the start to the end position (BF 'or . BF '') is moved many times longer than the time which elapses between reaching the end position (BF '') and starting the movement of the focal spot (BF) again starting from the start position (BF ').

12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the deflection frequency in dependence on the rotational frequency taking into account the mass and the size of the surface of the rotary anode ( 16 ; 50 ) is controlled such that at operational operation of the X-ray tube with maximum power sets a stationary pre-temperature of the rotating anode ( 16 ; 50 ).

13. The method according to claim 12, characterized ge indicates that the stationary pre-temperature at least substantially equal to the maximum allowable pre temperature of a corresponding conventional x-ray tube is.

14. Use of a method according to any one of claims 1 to 13 in an X-ray tube, the impact surface ( 22 ) of a flat, circular shape or a cylindrical jacket shape.

15. Use of a method according to any one of claims 1 to 13 in computer tomography.